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Thermal degradation and Flammability of Low Ignition Propensity Cigarette Paper

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Thermal degradation and Flammability of Low Ignition Propens...

再造烟叶的纤维和组织微观结构及热解性能分析

作者： Shun Zhou Xiaofeng Wang Qing He Yaping Zhang Panyue Wen Zhenfeng Tian Yingbo Xu Dongliang Zhu Hua Wang shike she Gang Chen Research and Development Centre China Tobacco Anhui Industrial Co.Ltd. State Key Laboratory of Fire Science University of Science and Technology of China

The thermal degradation and flammability of ordinary area(OA) and coating band(CB) of low ignition propensity(LIP) cigarette paper were compared using scanning electron microscopy(SEM),real-time fourier transform infrared(RT-FTIR),thermogravimetric/Fourier transform infrared spectrometry(TG-FTIR) and microscale combustion calorimeter(MCC),*** results showed that only the compactly packed particles,instead of fibres exposed on the surface of OA,could be seen on the surface of *** it is at the whole temperature range that there are still many closely packed particles on the surface of *** results of thermal degradation displayed that C-H and C-O bonds in CB displayed higher thermal stabilities than those in *** the comparison of the evolution of their gaseous products manifested that the emission of many gas products of CB like methane,hydrocarbons,aldehydes,CO and alcohols were obviously lower than those of ***,some evaporated species like alkanes,CO,carbonyl compounds and alcohols escaped earlier than those of *** flammability results demonstrated that both peak heat release rate(PHRR) and total heat release(THR) of CB above 270°C in the degradation step of cellulose and the following char decomposition were lower than those of OA.

关键词： Low ignition propensity Cigarette paper Thermal degradation Flammability

来源： cnki会议评论

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cnki会议

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烟草科技 2016年第10期49卷 66-73页

作者：王莉王驰葛少林徐迎波张萍田振峰佘世科安徽中烟工业有限责任公司烟草化学安徽省重点实验室合肥市高新区天达路9号230088 合肥工业大学化学与化工学院合肥市屯溪路193号230009

为了研究造纸法再造烟叶内部的纤维结构和组织疏松特性及其对燃烧性能的影响,通过纤维分析仪分析了再造烟叶的纤维形态和分布,采用扫描电镜（SEM）对再造烟叶的纤维、烟梗导管和浆料堆积层状组织的微观结构进行了分析和比较,探索了不同... 详细信息

为了研究造纸法再造烟叶内部的纤维结构和组织疏松特性及其对燃烧性能的影响,通过纤维分析仪分析了再造烟叶的纤维形态和分布,采用扫描电镜（SEM）对再造烟叶的纤维、烟梗导管和浆料堆积层状组织的微观结构进行了分析和比较,探索了不同产品纤维和组织结构差异所引起的物理性能和热解性能的差异。结果表明：（1）不同产品的纤维平均长度、宽度以及长度分布上有较大差别,几种样品纤维的平均长度为0.95～1.44 mm,平均宽度为21.0～49.6μm。（2）在微观结构上观察到2种形貌截然不同的纤维：一种为柔软和卷曲的扁状空心纤维,交织能力好,另一种为硬挺和交织能力差的圆形实心纤维。（3）未解离烟梗导管壁的厚度和堆积层状组织的微观孔隙率在不同产品之间也存在较大差异。再造烟叶的长纤维比例高有利于提高产品的抗张强度,纤维宽度大则使松厚度值增加。微观结构疏松性良好的产品,表现出较低的抗张强度和很高的透气度。微观结构疏松多孔、纤维木质化程度低的再造烟叶,具有较低的热分解温度和较高的热失重速率。纤维的构成和微观结构的疏松性对再造烟叶的热解性能有重要影响。

关键词：造纸法再造烟叶纤维形态微观结构物理性能热解性能

磷酸酯淀粉的制备及其降低卷烟主流烟气中氨效果的研究

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中国烟草学报 2017年第3期23卷 19-27页

作者：杨智慧佘世科宁敏徐迎波王程辉杜先锋安徽农业大学茶与食品科技学院烟草化学安徽省重点实验室安徽省合肥市天达路9号230088

以玉米淀粉为原料,采用挤压膨化法制备磷酸酯淀粉,以取代度(DS)为指标,研究各反应因素对产品DS的影响,并通过正交试验确定了其最佳工艺条件。通过傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、核磁共振波谱(NMR)、扫描电子显微镜(SEM)、比表面积分析(BE... 详细信息

以玉米淀粉为原料,采用挤压膨化法制备磷酸酯淀粉,以取代度(DS)为指标,研究各反应因素对产品DS的影响,并通过正交试验确定了其最佳工艺条件。通过傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、核磁共振波谱(NMR)、扫描电子显微镜(SEM)、比表面积分析(BET),对制备的挤压膨化磷酸酯淀粉进行了结构表征。将不同DS的挤压膨化磷酸酯淀粉添加到卷烟滤嘴中,考察了DS对主流烟气中氨释放量的影响。结果表明:(1)制备挤压膨化磷酸酯淀粉的最佳工艺条件为反应温度120℃,样品水分含量24%,螺杆转速120 r/min,磷酸盐添加量9%;(2)挤压膨化磷酸酯淀粉对主流烟气中氨释放量有明显的降低作用;(3)随着DS的增加,氨释放量减少,氨释放量降低率可达32.44%,选择性降低率为21.69%。

关键词：挤压膨化磷酸酯淀粉卷烟氨降低

硝酸钾和柠檬酸钾对典型烤烟热解动力学及燃烧特性的影响

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中国烟草学报 2016年第3期22卷 24-30页

作者：张亚平周顺何庆王孝峰佘世科徐迎波宁敏烟草行业燃烧热解研究重点实验室安徽中烟工业有限责任公司合肥市高新区天达路9号230088 烟草化学安徽省重点实验室安徽中烟工业有限责任公司合肥市高新区天达路9号230088

为考察典型钾盐对典型烤烟烟叶燃烧热解特性的影响，采用热重分析仪（TGA）、微燃烧量热仪（MCC）和红外热像仪比较研究了硝酸钾和柠檬酸钾对烤烟在燃烧速率、热释放、动力学以及最大燃吸温度方面的影响。结果表明：①烤烟热降解主要由... 详细信息

为考察典型钾盐对典型烤烟烟叶燃烧热解特性的影响，采用热重分析仪（TGA）、微燃烧量热仪（MCC）和红外热像仪比较研究了硝酸钾和柠檬酸钾对烤烟在燃烧速率、热释放、动力学以及最大燃吸温度方面的影响。结果表明：①烤烟热降解主要由4个阶段组成，硝酸钾和柠檬酸钾的加入使第2阶段（400～650K）反应更易于在低温端进行，而使第3阶段（650～900K）倾向于在高温端进行，同时降低了两阶段的热失重速率，增加了热解残余质量。②硝酸钾和柠檬酸钾均降低了低温段（400～650K）的反应活化能而增加了高温段（650～900K）的反应活化能。总体上，二者均能促使烤烟热解反应活化能的降低，其中柠檬酸钾的作用更为明显。③MCC数据显示，硝酸钾和柠檬酸钾均拓宽了烤烟在低、高温段的热释放温度范围，从而实现燃烧热的分批释放。④红外热成像结果表明，硝酸钾和柠檬酸钾均降低了烤烟的最大燃吸温度，其中柠檬酸钾的作用效果更为显著。

关键词：钾盐烤烟 TGA MCC 红外热成像热解动力学燃烧特性

磷酸氢二铵/尿素复配体系对造纸法再造烟叶热解行为及羰基化合物的影响

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中国农学通报 2015年第3期31卷 265-269页

作者：陈刚佘世科葛少林周顺安徽中烟工业有限责任公司技术中心合肥230088

为深入了解磷酸氢二铵（DAP）/尿素（UR）这种常用再造烟叶复配添加剂的作用机制,从热降解的角度研究了DAP/UR改性造纸法再造烟叶（DURTS）和未添加DAP/UR的造纸法再造烟叶（RTS）在热降解过程及热解生成羰基化合物上的差异。结果表明：... 详细信息

为深入了解磷酸氢二铵（DAP）/尿素（UR）这种常用再造烟叶复配添加剂的作用机制,从热降解的角度研究了DAP/UR改性造纸法再造烟叶（DURTS）和未添加DAP/UR的造纸法再造烟叶（RTS）在热降解过程及热解生成羰基化合物上的差异。结果表明：（1）与RTS相比,DURTS降低了第2（142~275℃）和第5阶段（539~710℃）的热降解;同时也使得第4热降解阶段（372~539℃）的最大热降解速率由8.9%/min下降至6.9%/min,对应的峰值温度（Tp4）也升高了11.2℃。（2）DAP/UR使热释放的终止温度显著升高（由532℃上升至564℃）,提升了再造烟叶在高温区的热稳定性。（3）DAP/UR复配体系对羰基化合物的生成均有明显的抑制作用,羰基化合物的生成总量降低了21.6%。（4）DAP/UR复配体系在改善RTS余味、刺激性、香气质、浓度和杂气方面作用明显。

关键词：磷酸氢二铵尿素造纸法再造烟叶热解行为羰基化合物

卷烟纸组分对常规和细支卷烟烟气释放量及感官质量的影响

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烟草科技 2017年第11期50卷 48-57页

作者：张亚平张晓宇周顺何庆王孝峰佘世科徐迎波宁敏烟草行业燃烧热解研究重点实验室安徽中烟工业有限责任公司合肥市高新区天达路9号 230088 烟草化学安徽省重点实验室安徽中烟工业有限责任公司合肥市高新区天达路9号 230088

为考察卷烟纸组分(亚麻配比、包灰剂质量分数、助燃剂质量分数和助燃剂中钾钠比)对常规和细支卷烟烟气成分释放量及感官质量的影响,采用偏最小二乘(PLS)回归法分别建立了常规和细支卷烟烟气成分释放量及感官质量的多因素预测模型。结果... 详细信息

为考察卷烟纸组分(亚麻配比、包灰剂质量分数、助燃剂质量分数和助燃剂中钾钠比)对常规和细支卷烟烟气成分释放量及感官质量的影响,采用偏最小二乘(PLS)回归法分别建立了常规和细支卷烟烟气成分释放量及感官质量的多因素预测模型。结果表明:(1)常规卷烟的焦油和大多数主流烟气成分的释放量均随卷烟纸包灰剂质量分数、助燃剂质量分数以及钾钠比的升高而呈下降趋势;细支卷烟的烟气TPM、烟碱、CO释放量以及单位焦油CO的释放量均随包灰剂质量分数和钾钠比的增大呈下降趋势。(2)单位焦油烟气组分受该4个因素的影响表现出较大的复杂性和差异性。(3)随亚麻配比的增大,包灰剂和助燃剂质量分数及钾钠比的降低,常规卷烟的感官质量得到改善;随亚麻配比和钾钠比的增大、包灰剂和助燃剂质量分数的降低,细支卷烟的感官质量得到改善。

关键词：卷烟纸组分细支卷烟烟气组分释放量感官质量 PLS回归分析

基于可控等值比法实时分析低温加热状态下烟草CO的释放量

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烟草科技 2015年第3期48卷 23-27页

作者：周顺宁敏王孝峰徐迎波何庆张亚平佘世科朱栋梁田振锋安徽中烟工业有限责任公司技术中心合肥市高新区天达路9号230088

为评价低温加热状态下烟草CO的释放特性,采用基于可控等值比法的稳态燃烧热解装置和非散射红外分析仪联用系统(SSTF-NDIR)建立了低温加热状态下烟草CO释放量实时定量分析方法,考察了温度和等值比(φ)对烟草CO释放量的影响。结果表明:1... 详细信息

为评价低温加热状态下烟草CO的释放特性,采用基于可控等值比法的稳态燃烧热解装置和非散射红外分析仪联用系统(SSTF-NDIR)建立了低温加热状态下烟草CO释放量实时定量分析方法,考察了温度和等值比(φ)对烟草CO释放量的影响。结果表明:1基于可控等值比法的SSTF-NDIR测试系统,可实时分析低温加热状态下烟草CO释放量。2当φ相同时,与高温燃烧状态相比,低温加热状态下烟草的CO释放量明显偏低;温度对低温加热状态下烟草CO释放量影响较小。3当固定温度为450℃时,随着贫氧程度的增加,CO释放量先快速增加后趋于稳定。

关键词：可控等值比法低温加热烟草热解 CO 释放量

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烤烟烟叶主要元素与燃烧热关系研究

中国烟草学报 2015年第2期21卷 35-39页

作者：周顺宁敏王孝峰郭东锋徐迎波何庆张亚平佘世科田振峰安徽中烟工业有限责任公司技术中心合肥市高新区天达路9号230088

为考察烤烟烟叶中主要元素对其燃烧特性的影响,对全国17个区域、7个品种、上中下三个部位的37个烤烟样品进行元素分析和燃烧热测试,利用R统计方法对烤烟总燃烧热(THR)及其主要元素含量(C、H、O、N、K、S和Cl)进行了描述,并研究了两者间... 详细信息

为考察烤烟烟叶中主要元素对其燃烧特性的影响,对全国17个区域、7个品种、上中下三个部位的37个烤烟样品进行元素分析和燃烧热测试,利用R统计方法对烤烟总燃烧热(THR)及其主要元素含量(C、H、O、N、K、S和Cl)进行了描述,并研究了两者间的相关性。结果表明:1烤烟烟叶总燃烧热主要由三个部分组成,按照产生顺序依次为易挥发小分子挥发热解产物燃烧热、难挥发大分子热解产物燃烧热以及焦炭热解产物燃烧热;2烤烟七种元素中C和O含量最高,然后依次为H、N、K、S和Cl。其中,不同烤烟烟叶中Cl含量差异较大,C、H和O含量则差异较低;3烤烟THR与C、H和N含量呈极显著正相关,与S呈显著正相关,与O、K、Cl、K/Cl无显著相关性。

关键词：燃烧热元素烤烟 R统计法

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典型植烟区烤烟焦油与氢氰酸释放量差异分析

安徽农业大学学报 2016年第1期43卷 151-154页

作者：刘非佘世科郭东锋邹鹏姚忠达舒俊生安徽中烟工业有限责任公司技术中心合肥230088

为了分析我国典型区域烤烟不同部位烤烟烟叶氢氰酸和焦油释放量的差异,采集了我国典型植烟区域的60个烤烟样品,运用数理统计方差分析的方法对区域、部位和基因型间的氢氰酸和焦油释放量进行了分析。结果表明,烤烟烟叶焦油和氢氰酸释放... 详细信息

为了分析我国典型区域烤烟不同部位烤烟烟叶氢氰酸和焦油释放量的差异,采集了我国典型植烟区域的60个烤烟样品,运用数理统计方差分析的方法对区域、部位和基因型间的氢氰酸和焦油释放量进行了分析。结果表明,烤烟烟叶焦油和氢氰酸释放量在部位间存在显著差异,且表现为上部叶>中部叶>下部叶的部位特征;区域、基因型对氢氰酸释放量影响不显著,但是焦油释放量在区域间差异显著,其中以黄淮烟区焦油释放量最高,区域、部位和基因型三因素的相互作用对焦油和氢氰酸释放量的影响不显著。因此,工业企业在原料选择、叶组配方或库存优化等方面兼顾产地和品种因素,可着重考虑原料部位特征。

关键词：烤烟氢氰酸焦油